JPH07324982A - 消耗型光ファイバ温度計 - Google Patents

消耗型光ファイバ温度計

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JPH07324982A
JPH07324982A JP6117172A JP11717294A JPH07324982A JP H07324982 A JPH07324982 A JP H07324982A JP 6117172 A JP6117172 A JP 6117172A JP 11717294 A JP11717294 A JP 11717294A JP H07324982 A JPH07324982 A JP H07324982A
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JP
Japan
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optical fiber
temperature
light
radiation
thermometer
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JP6117172A
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English (en)
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Takamitsu Takayama
貴光 高山
Yoshiro Yamada
善郎 山田
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温の被測定物によりその先端部分が次第に
消耗する光ファイバと放射温度計とを用いた消耗型光フ
ァイバ温度計において、前記光ファイバ長の減少の影響
を除去することにより、１ｋｍ程度の長尺ファイバを使
用しても、溶融金属等の高温被測定物の温度を、高精度
且つ高速応答で、しかも安価に連続測定できるもの。 【構成】 溶鋼１５からの放射光が金属管被覆光ファイ
バ１の一端より入射され他端より出射されると、この出
射光を２つに分光する分光器４と、この２つに分光され
た光から互に異なる波長帯域の光を受光検出し、これを
温度に変換してそれぞれ指示温度Ｔa ，Ｔb を出力する
Ｎｏ．１及びＮｏ．２放射温度計（５〜８）と、この２
つの放射温度計についての、それぞれに固有のパラメー
タＡa ，Ｂa 及びＡb ，Ｂb と、それぞれの受光検出波
長帯域での光ファイバの伝送損失Ｄa ，Ｄb と、前記２
つの指示温度Ｔa ，Ｔb とを用いて溶鋼１５の真温度Ｔ
を算出する演算部９とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温被測定物から放出
される放射光を光ファイバの一端より入射し、前記光フ
ァイバ内を伝播し、その他端から出射される光を受光検
出して温度に変換する放射温度計を用いて、前記高温被
測定物の真温度を計測する消耗型光ファイバ温度計に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶融金属の温度計測方法として
は、消耗型の熱電対が用いられてきた。着脱式のセンサ
・プローブは使い捨てであるため測温は間欠的で、一回
の測定毎にセンサ・プローブを交換するため高価であり
測定回数を増やす事が困難であったうえ、自動化にも不
向きであった。また、プローブ径が３０ｍｍ以上と大き
く、長さも１ｍ以上もあり、狭い空間での測定ができな
いという制約もあった。
【０００３】溶融金属の温度計測を連続的に行うニーズ
は強く、最近ではセラミックの保護管を溶融金属中に浸
漬し、保護管の中に挿入した熱電対で温度を連続計測す
る装置が実用化されている。この方法の問題点は保護管
の耐久性にあり、計測時間が４０から５０時間程度しか
持続できない。また、保護管が高価な点および温度変化
に対する応答性が悪いという点もこの測定方法の問題点
となっている。
【０００４】上記問題点を解決することを目的として、
本出願人により特開平５−２４８９６０号公報に示され
た溶融金属の温度測定装置及びレベル測定装置が提案さ
れている。この温度計は金属管被覆光ファイバを連続的
に溶融金属中に挿入し、光ファイバを導波する赤外光を
検出して温度を連続的に測定するもので、金属管被覆に
より光ファイバの機械的強度を高める事により溶融金属
中への挿入を可能にしている。
【０００５】しかし、このような、光ファイバを消耗し
ながら使用するタイプの放射温度計は光ファイバの長さ
が短くなると伝送損失が低下し、指示温度が上昇し、測
定誤差を生じるとともに、検出光量が増大し放射温度計
のレンジを越える場合がでてくる。通信用の石英光ファ
イバＧＩファイバ（コア径／クラッド径が５０／１２５
μｍ）を光の導波路として、高温の被測定物から放出さ
れる放射光をこの光ファイバの先端から入射し、その他
端に設けた受光波長が０．９μｍのＳｉ検出器及赤外放
射温度計に導入し、約１２００℃の温度を計測した場合
に、光ファイバの長さが１００ｍ減少すると約１０℃の
測定誤差が生じた。
【０００６】上記の光ファイバの長さの減少による測定
誤差を補正する方法として、光ファイバの繰り出し量を
タッチロールのような機構で測定し、既知のファイバ伝
送損失特性から減衰量を計算で求めて補正をする方法も
ある。しかし、この方法による装置の構造が複雑になる
うえ、光ファイバ伝送損失特性の不均一性等から１ｋｍ
程度の長尺ファイバでは十分な補正精度を得ることはで
きない。また、数百ｍのファイバの長さの減少を補正す
る場合にも、ファイバの伝送損失が正確に既知でなけれ
ば十分な補正精度が得られない。
【０００７】オンラインで光ファイバ長さの影響を補正
する方法として、本出願人により先に出願された特願平
５−２９０９４６号公報に記載の光ファイバによる測温
装置において、消耗型熱電対による測定値をもとに光フ
ァイバによる測定値を補正する方法が提案されている。
この方法は転炉のように消耗型熱電対が常時使用される
場合には有効であるものの、熱電対による測温値が得ら
れない場合には適応できない。
【０００８】熱電対など他の温度計測手段を必要としな
い光ファイバ長さの補正方法として、本出願人により先
に出願された特開平５−１４２０４９号公報に記載の消
耗形光ファイバ温度計において、２つの波長の異なる光
を検出する赤外放射温度計を２台測定に用い、それぞれ
の波長における光ファイバの伝送損失特性の違いを利用
して真温度を求める方法（２波長ファイバ長さ補正法）
が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平５
−１４２０４９号公報に示された２波長の光を用いた光
ファイバ長減少の補正方法では、下記の問題点がある。 （１）上記特許公報ではウイーンの式から単一スペクト
ル光としての補正式を導出しているが、一般的な放射温
度計は単一スペクトルではなくある程度の帯域を持った
スペクトルの光を受光しているため、帯域スペクトル光
の温度変換式として、実際はウイーンの式どおりではな
く実験的に求められるＡ，Ｂ，Ｃの定数を用いた変換式
を用いるのが一般的である。したがって実際の放射温度
計から得られる変換出力と補正式のそれぞれのベースと
なる温度変換式の間の不整合により誤差が生ずる。 （２）前記特許公報の補正式は導出時に近似を行ってい
るため、近似誤差を含んでいる。このため受光スペクト
ルを十分に狭くしウイーンの式を変換式として用いた放
射温度計においても、実使用に際し光ファイバの消耗量
が増大するにつれ計算上の補正誤差が増大してしまう。
この結果、補正誤差を１℃以内に保つためには、ファイ
バ長は４００ｍ以下に制限される。
【００１０】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、温度計測時に、高温の被測定物によりそ
の先端部分が次第に消耗する光ファイバと赤外線放射温
度計とを用いた消耗型光ファイバ温度計において、光フ
ァイバ長の減少の影響を除去することにより、１ｋｍ程
度の長尺光ファイバを使用しても、高温溶融金属などの
温度を±２℃以下の高精度で、且つ高速応答で計測でき
ると共に、安価に連続測定のできる消耗型光ファイバ温
度計を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る消耗型光ファイバ温度計は、高温被測定物から放出さ
れる放射光を光ファイバの一端より入射し、前記光ファ
イバ内を伝播し、その他端から出射される光を受光検出
して温度に変換する放射温度計を用いて、前記高温被測
定物の真温度を計測する消耗型光ファイバ温度計におい
て、前記光ファイバの他端から出射される光を２つに分
光する分波器と、前記分波器により２つに分光されたそ
れぞれの光から互に異なる波長帯域の光を受光検出し、
これを温度に変換してそれぞれの指示温度を出力する２
つの放射温度計と、前記２つの放射温度計についての、
それぞれに固有の温度変換用の各々２つのパラメータ
と、それぞれの受光検出波長帯域における光ファイバの
伝送損失情報と、それぞれから出力される２つの指示温
度とを用いて、前記高温被測定物の真温度を算出する演
算手段とを備えたものである。
【００１２】本発明の請求項２に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、前記請求項１に係わる消耗型光ファイバ温
度計において、前記高温被測定物の真温度Ｔを算出する
演算式として下記の（１）式を用いた演算を行なう演算
手段を備えたものである。但し、Ｔa ，Ｔb は波長λa
とλb の２つの放射温度計の指示温度、Ａa ，Ｂa 及び
Ａb ，Ｂb は２つの放射温度計の各々に固有のパラメー
タ、Ｄa ，Ｄb は波長λa とλb での光ファイバの伝送
損失指数である。
【００１３】
【数４】
【００１４】本発明の請求項３に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、前記請求項１に係わる消耗型光ファイバ温
度計において、前記高温被測定物の真温度Ｔを算出する
演算式として下記の（２）式を用いた演算を行なう演算
手段を備えたものである。但し、Ｔa ，Ｔb は波長λa
とλb の２つの放射温度計の指示温度、Ａa ，Ｂa 及び
Ａb ，Ｂb は２つの放射温度計の各々に固有のパラメー
タ、Ｄa ，Ｄb は波長λa とλb での光ファイバの伝送
損失指数、Ｔa ′，Ｔb ′は波長λa とλb の２つの放
射温度計の所定測定範囲から設定された指示温度の概略
値である。
【００１５】
【数５】
【００１６】本発明の請求項４に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、高温被測定物から放出される放射光を光フ
ァイバの一端より入射し、前記光ファイバ内を伝播し、
その他端から出射される光を受光検出して温度に変換す
る放射温度計を用いて、前記高温被測定物の真温度を計
測する消耗型光ファイバ温度計において、前記光ファイ
バの他端から出射される光を２つに分光する分波器と、
前記分波器により２つに分光されたそれぞれの光から互
に異なる波長λa ，λb の狭帯域光を個別に通過させる
２つの狭帯域波長選択フィルタと、前記２つの狭帯域波
長選択フィルタを通過した互に異なる波長λa ，λb の
狭帯域光を個別に受光検出し、これを温度に変換してそ
れぞれの指示温度Ｔa ，Ｔb を出力する２つの放射温度
計と、前記２つの放射温度計についての、それぞれの受
光検出波長λa ，λb と、前記それぞれの波長λa ，λ
b における光ファイバの伝送損失指数Ｄa ，Ｄb と、そ
れぞれから出力される２つの指示温度Ｔa ，Ｔb とから
下記の演算式（３）を用いて前記高温被測定物の真温度
Ｔを算出する演算手段とを備えたものである。
【００１７】
【数６】
【００１８】本発明の請求項５に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、前記請求項１ないし請求項４のいずれかに
係わる消耗型光ファイバ温度計において、前記光ファイ
バはは通信用石英光ファイバを使用したものである。
【００１９】
【作用】本請求項１に係わる発明においては、高温被測
定物から放出される放射光を光ファイバの一端より入射
し、前記光ファイバ内を伝播し、その他端から出射され
る光を受光検出して温度に変換する放射温度計を用い
て、前記高温被測定物の真温度を計測する消耗型光ファ
イバ温度計において、分波器は前記光ファイバの他端か
ら出射される光を２つに分光し、２つの放射温度計は前
記分波器により２つに分光されたそれぞれの光から互に
異なる波長帯域の光を受光検出し、これを温度に変換し
てそれぞれの指示温度を出力する。演算手段は前記２つ
の放射温度計についての、それぞれに固有の温度変換用
の各々２つのパラメータと、それぞれの受光検出波長帯
域における光ファイバの伝送損失情報と、それぞれから
出力される２つの指示温度とを用いて、前記高温被測定
物の真温度を算出する。
【００２０】本請求項２に係わる発明においては、前記
請求項１に係わる発明における演算手段が前記高温被測
定物の真温度Ｔを算出する演算式として下記の（１）式
を用いた演算を行なう。但し、Ｔa ，Ｔb は波長λa と
λb の２つの放射温度計の指示温度、Ａa ，Ｂa 及びＡ
b ，Ｂb は２つの放射温度計の各々に固有のパラメー
タ、Ｄa ，Ｄb は波長λa とλb での光ファイバの伝送
損失指数である。
【００２１】
【数７】
【００２２】本請求項３に係わる発明においては、前記
請求項１に係わる発明における演算手段が前記高温被測
定物の真温度Ｔを算出する演算式として下記の（２）式
を用いた演算を行なう。但し、Ｔa ，Ｔb は波長λa と
λb の２つの放射温度計の指示温度、Ａa ，Ｂa 及びＡ
b ，Ｂb は２つの放射温度計の各々に固有のパラメー
タ、Ｄa ，Ｄb は波長λa とλb での光ファイバの伝送
損失指数、Ｔa ′，Ｔb ′は波長λa とλb の２つの放
射温度計の所定測定範囲から設定された指示温度の概略
値である。
【００２３】
【数８】
【００２４】本請求項４に係わる発明においては、高温
被測定物から放出される放射光を光ファイバの一端より
入射し、前記光ファイバ内を伝播し、その他端から出射
される光を受光検出して温度に変換する放射温度計を用
いて、前記高温被測定物の真温度を計測する消耗型光フ
ァイバ温度計において、分光器は前記光ファイバの他端
から出射される光を２つに分光し、２つの狭帯域波長選
択フィルタは前記分波器により２つに分光されたそれぞ
れの光から互に異なる波長λa ，λb の狭帯域光を個別
に通過させる。２つの放射温度計は前記２つの狭帯域波
長選択フィルタを通過した互に異なる波長λa ，λb の
狭帯域光を個別に受光検出し、これを温度に変換してそ
れぞれの指示温度Ｔa ，Ｔb を出力する。演算手段は前
記２つの放射温度計についての、それぞれの受光検出波
長λa ，λb と、前記それぞれの波長λa ，λb におけ
る光ファイバの伝送損失指数Ｄa ，Ｄb と、それぞれか
ら出力される２つの指示温度Ｔa ，Ｔb とから下記の演
算式（３）を用いて前記高温被測定物の真温度Ｔを算出
する。
【００２５】
【数９】
【００２６】本請求項５に係わる発明においては、前記
請求項１ないし請求項４のいずれかに係わる発明におい
て、前記光ファイバは通信用石英光ファイバにより構成
されたものである。
【００２７】
【実施例】最初に光ファイバの減衰を考慮にいれた放射
温度計の感度特性を以下に示す。黒体の分光放射輝度Ｌ
（λ，Ｔ）はプランクの放射則により次の（４）式で表
される。 Ｌ（λ，Ｔ）＝２Ｃ1 ／｛λ5 ×（ＥＸＰ（Ｃ2 ／λＴ）−１）｝…（４） ここで、λ：波長 Ｔ：絶対温度 （Ｋ） Ｃ1 ＝５．９５４８×１０-7Ｗ×ｍ2 、 Ｃ2 ＝０．０１４３８８ｍ・Ｋ
【００２８】なお（４）式は、λＴ≦λm Ｔ （λm Ｔ
＝２．８９７８×１０-3ｍ・Ｋ）の領域では、下記の
（５）式で示すウイーンの式で近似できる。 Ｌ（λ，Ｔ）＝２Ｃ1 ×ＥＸＰ（−Ｃ2 ／λＴ）／λ5 …（５） また一般的な放射温度計では、ＪＩＳ規格に基づき（計
測自動制御学会編「新温度計測」ｐ．２５６参照）、実
験より求めたＡ，Ｂ，Ｃの定数を用いた下記の近似式
（６）によって輝度信号を温度に変換している。 Ｌ（λ，Ｔ）＝Ｃ×ＥＸＰ｛−Ｃ2 ／（ＡＴ＋Ｂ）｝ …（６）
【００２９】図１は本発明に係わる消耗型光ファイバ温
度計の構成例１を示す図である。図１において、１は金
属管被覆光ファイバ、２は光コネクタ、３は消耗型光フ
ァイバ温度計であり、下記の４〜９の機器により構成さ
れる。４はビームスプリッタ等の分波器であり、金属管
被覆光ファイバ１の終端から光コネクタ２を介して入射
する光を２つに分光して２つの光検出器５，６にそれぞ
れ出射する。光検出器５は入射光から波長λa （例えば
λa ＝０．８５μｍ）を中心とする所定帯域のスペクト
ル光を受光検出する。光検出器６は入射光から波長λb
（例えばλb ＝１．０μｍ）を中心とする所定帯域のス
ペクトル光を受光検出する。従って光検出器５，６は、
例えば波長帯域選択フィルタ、フォトダイオード（受光
検出帯域により例えばＳｉフォトダイオードやＧｅフォ
トダイオード等を使用する）及び信号増幅器により構成
することができる。
【００３０】７は光検出器５の検出信号を温度に変換し
て指示温度Ｔa を出力する温度変換器、８は光検出器６
の検出信号を温度に変換して指示温度Ｔb を出力する温
度変換器である。なお、光検出器５と温度変換器７によ
りＮｏ．１単色放射温度計が構成され、光検出器６と温
度変換器８によりＮｏ．２単色放射温度計が構成され
る。ここで、図１のＮｏ．１及びＮｏ．２単色放射温度
計は、それぞれ単一スペクトル光ではなく、ある程度の
帯域を有するスペクトル光を受光し、温度変換式として
前記（３）式と実験的に求められた固有のパラメータＡ
a ，Ｂa ，Ｃa 及びＡb ，Ｂb ，Ｃb を用いている。
【００３１】９は真温度を演算する演算部であり、前記
Ｎｏ．１及びＮｏ．２単色放射温度計についての、それ
ぞれに固有の温度変換用の各々２つのパラメータＡa ，
Ｂa及びＡb ，Ｂb と、それぞれの受光検出波長帯域に
おける光ファイバの伝送損失指数Ｄa ，Ｄb と、それぞ
れから出力される２つの指示温度Ｔa ，Ｔb とを用い
て、後述する所定の演算式に基づく補正演算を行ない溶
鋼１５の真温度Ｔを算出する。なお、図１のＮｏ．１及
びＮｏ．２単色放射温度計は有限帯域のスペクトル光か
らの温度変換を行なっているため、演算部９が使用する
補正演算式もこれと整合した式を用いている。
【００３２】１２は光ファイバ供給ドラム、１３は光フ
ァイバ供給ローラである。１４はモールド、１５は溶
鋼、１６は浸漬ノズル、１７はパウダである。金属管被
覆光ファイバ１の光ファイバとしては、通信用の石英光
ファイバを用い、その外周に、被覆材としてＳＵＳ管な
どの金属管を用いた金属管被覆光ファイバ１をセンサと
することにより、高温での機械的強度を増し、溶鋼１５
中への挿入を可能にしている。
【００３３】また溶鋼１５中に挿入された金属管被覆光
ファイバ１は、高温のため時間の経過につれ消耗するの
で、光ファイバ供給ドラム１２に巻込まれている金属管
被覆光ファイバ１が順次送り出され、消耗した分が常に
補給される機構になっている。またこの機構を備えた温
度計を消耗型光ファイバ温度計と称する。
【００３４】図１の消耗型光ファイバ温度計の場合に、
光ファイバの先端から入射した赤外光は、その他端から
出射するまでの伝播過程で光ファイバの伝送損失により
減衰する。この光ファイバの減衰特性は波長の関数にな
っている。最近の通信用石英光ファイバの性能はかなり
向上しているが、その伝送損失は通常波長０．９μｍで
２〜３ｄＢ／ｋｍ、１．５μｍで０．２〜０．５ｄＢ／
ｋｍ程度である。公表されている光ファイバの伝送損失
の測定例を図６、図７に示す。
【００３５】図６は通信用石英光ファイバの伝送損失を
示す特性図（島田、林田：『光ファイバケーブル』ｐ５
２、オーム社、昭和６２年発行）であり、図７も通信用
石英光ファイバの伝送損失を示す特性図（島田、林田：
『光ファイバケーブル』ｐ５６、オーム社、昭和６２年
発行）である。これらの図からも予想されるように、消
耗形光ファイバ温度計の出力はファイバ長の影響を受け
る。実際に０．９μｍの波長の単色放射温度計でＧＩフ
ァイバ（前記コア径／クラット径が５０／１２５μｍ）
を用いて黒体炉で検定したところファイバ長１００ｍの
基準値に対して、ファイバ長が１０ｍまで短くなると、
約＋１０℃高めの指示値を示した。従って、本発明の消
耗型光ファイバ温度計は、ファイバ長が短くなっても指
示値が変動せず高精度な温度計測を可能とするように開
発された。
【００３６】このため、図１の消耗型光ファイバ温度計
は、光ファイバ長の減少による影響を除去するために、
光ファイバの伝送損失が波長により異なる事を積極的に
利用し、波長の異なる有限帯域スペクトル光を計測する
２つの単色放射温度計を用いている。即ち光ファイバを
導波路とし、溶鋼１５が放射するスペクトル光を金属管
被覆ファイバ１の先端より入射し、その他端で受光した
光を分波器４を介して２分し、この２つに分光された光
をそれぞれＮｏ．１及びＮｏ．２単色放射温度計に導入
する。そして２つの単色放射温度計は、それぞれ異なる
波長λa ，λb を中心波長とする有限帯域のスペクトル
光を受光検出し、この検出信号を温度に変換してそれぞ
れ指示温度Ｔa ，Ｔb を出力する。そしてこの２つの指
示温度Ｔa ，Ｔb について、演算部９が補正演算を行な
い真温度Ｔを算出する方法を以下に説明する。
【００３７】次に基準値で較正した２つの単色放射温度
計の指示値が、ファイバ長が短くなるに従い指示値に差
が生じる事を利用し、２つの指示値から真温度を演算に
よって求める演算方法を示す。 （１）赤外放射温度計で検出される放射輝度と温度の関
係が前記（５）式のウイーンの式で表される場合につい
て補正式を導出する。赤外放射温度計の光検出器の応答
波長域が十分に狭く、単一のスペクトルであるとみなせ
る時にこの式が適用可能である。なおここで、２つの単
色放射温度計の実効波長をそれぞれλa ，λb （μｍ）
とする。
【００３８】まず、基準ファイバ長の時に温度計の較正
を行い、この時の単色放射温度計のそれぞれの受光した
放射輝度をＥa ，Ｅb とおき、下記のウイーンの式（５
ａ），（５ｂ）で表わす。 Ｅa ＝２Ｃa ′×ＥＸＰ（−Ｃ2 ／λa Ｔ）／λa 5 …（５ａ） Ｅb ＝２Ｃb ′×ＥＸＰ（−Ｃ2 ／λb Ｔ）／λb 5 …（５ｂ） ここで、Ｃa ′，Ｃb ′はそれぞれの放射温度計固有の
定数である。
【００３９】一般に光ファイバ長Ｘにおける光伝送損失
による減衰量は次式で表わすことができる。 Ｒ（Ｘ）＝ＥＸＰ（−ＤＸ） 従って光ファイバ長が基準長からＸだけ減少（消耗）す
ると、上記減衰量と等しい受光量が増加することにな
り、このときの単色放射温度計の輝度出力Ｅa ，Ｅb は
次の（７），（８）式で表せる。 Ｅa ＝２Ｃa ′×ＥＸＰ（Ｄa Ｘ）×ＥＸＰ（−Ｃ2 ／λa Ｔ）／λa 5 …（７） Ｅb ＝２Ｃb ′×ＥＸＰ（Ｄb Ｘ）×ＥＸＰ（−Ｃ2 ／λb Ｔ）／λb 5 …（８） この光ファイバ長がＸだけ消耗した時の温度指示値をそ
れぞれＴa ，Ｔb とおくとＥa ，Ｅb は次の（９），
（１０）式で表せる。 Ｅa ＝２Ｃa ′×ＥＸＰ（−Ｃ2 ／λa Ｔa ）／λa 5 …（９） Ｅb ＝２Ｃb ′×ＥＸＰ（−Ｃ2 ／λb Ｔb ）／λb 5 …（１０）
【００４０】次に、前記（７），（８），（９），（１
０）式よりＥa ，Ｅb を消去し、対数をとると下記の
（１１），（１２）式が得られる。 Ｄa Ｘ−Ｃ2 ／λa Ｔ＝−Ｃ2 ／λa Ｔa …（１１） Ｄb Ｘ−Ｃ2 ／λb Ｔ＝−Ｃ2 ／λb Ｔb …（１２） 次に前記（１１），（１２）式よりＸを消去し、真温度
Ｔについて解くと次の（３）式が得られる。
【００４１】
【数１０】
【００４２】上記（３）式はその導出に近似を含まず、
よって赤外放射温度計で検出される放射輝度と真温度の
関係がウイーンの式で表される限り、誤差なくファイバ
長さの影響を排除し真温度Ｔを求めることができる。
【００４３】（２）次に、赤外放射温度計の検出波長帯
域が有限の幅を持ち、単一スペクトルと見なせない一般
の放射温度計の場合について補正式を導出する。この場
合、放射輝度と温度の関係は前記（６）式のＡ，Ｂ，Ｃ
定数を用いた式で表される。まず、基準ファイバ長の時
に温度計の較正を行い、この時の単色放射温度計のそれ
ぞの受光した放射輝度をＥa ，Ｅb とおき、それぞれの
放射温度計のＡ，Ｂ，Ｃ常数Ａa ，Ｂa ，Ｃa ，Ａb ，
Ｂb ，Ｃb を用いて真温度Ｔとの関係を下記の（６
ａ），（６ｂ）式で表わす。 Ｅa ＝Ｃa ×ＥＸＰ｛−Ｃ2 ／（Ａa Ｔ＋Ｂa ）｝ …（６ａ） Ｅb ＝Ｃb ×ＥＸＰ｛−Ｃ2 ／（Ａb Ｔ＋Ｂb ）｝ …（６ｂ）
【００４４】次に光ファイバ長が基準長さからＸだけ減
少（消耗）した時の単色放射温度計の輝度出力Ｅa ，Ｅ
b は次の（１３），（１４）式で表せる。 Ｅa ＝Ｃa ×ＥＸＰ（Ｄa Ｘ）×ＥＸＰ｛−Ｃ2 ／（Ａa Ｔ＋Ｂa ）｝ …（１３） Ｅb ＝Ｃb ×ＥＸＰ（Ｄb Ｘ）×ＥＸＰ｛−Ｃ2 ／（Ａb Ｔ＋Ｂb ）｝ …（１４） この時の温度指示値をそれぞれＴa ，Ｔb とおくと
Ｅa ，Ｅb は次の（１５），（１６）式で表せる。 Ｅa ＝Ｃa ×ＥＸＰ｛−Ｃ2 ／（Ａa Ｔa ＋Ｂa ）｝ …（１５） Ｅb ＝Ｃb ×ＥＸＰ｛−Ｃ2 ／（Ａb Ｔb ＋Ｂb ）｝ …（１６）
【００４５】次に、前記（１３），（１４），（１
５），（１６）式よりＥa ，Ｅb を消去し、対数をとる
と下記の（１７），（１８）式が得られる。 Ｄa Ｘ−Ｃ2 ／（λa Ｔ＋Ｂa ）＝−Ｃ2 ／（λa Ｔa ＋Ｂa ）…（１７） Ｄb Ｘ−Ｃ2 ／（λb Ｔ＋Ｂb ）＝−Ｃ2 ／（λb Ｔb ＋Ｂb ）…（１８） 前記（１７），（１８）式よりＸを消去すると次の（１
９）式が得られる。 １／Ｄa （λa Ｔ＋Ｂa ）−１／Ｄb （λb Ｔ＋Ｂb ） ＝１／Ｄa （λa Ｔa ＋Ｂa ）−１／Ｄb （λb Ｔb ＋Ｂb ）…（１９）
【００４６】上記（１９）式を真温度Ｔについて解くと
下記の（２０）式が得られる。 Ｔ＝《−（Ａa Ｂb ＋Ａb Ｂa ）｛−Ｄa Ｃ2 ／（Ａb Ｔb ＋Ｂb ）＋Ｄb Ｃ2 ／（Ａa Ｔa ＋Ｂa ）｝＋（Ａb Ｄb −Ａa Ｄa ）Ｃ2 ＋［（Ａa Ｂb −Ａb Ｂa ）2 ｛−Ｄa Ｃ2 ／（Ａb Ｔb ＋Ｂb ）＋Ｄb Ｃ2 ／（Ａa Ｔa ＋Ｂa ）｝2 ＋２Ｃ2 （Ａa Ｂb −Ａb Ｂa ）（Ａa Ｄa ＋Ａb Ｄb ）｛−Ｄa Ｃ2 ／（Ａb Ｔb ＋Ｂb ）＋Ｄb Ｃ2 ／（Ａa Ｔa ＋Ｂa ）｝＋（Ａa Ｄa −Ａb Ｄb ）2 Ｃ2 2 ］1/2 》／［２Ａa Ａb ｛−Ｄa Ｃ2 ／（Ａb Ｔb ＋Ｂb ）＋Ｄb Ｃ2 ／ （Ａa Ｔa ＋Ｂa ）｝］ …（２０） （２０）式はその導出に近似を含まず、よって赤外放射
温度計で検出される放射輝度と真温度の関係が（６）式
で表される限り、誤差なくファイバ長さの影響を排除し
真温度を求めることができる。
【００４７】しかし、（２０）式は複雑で演算時間もか
かることから、簡便な補正演算を可能にする近似式を導
出する。一般にＴが１５００℃の付近で、λが１〜２μ
ｍの付近ではＡＴ＞＞Ｂが成り立つことに注目すると、
１／（ＡＴ＋Ｂ）は近似的に｛１／ＡＴ−Ｂ／（ＡＴ）
2 ｝と等しいとみなすことができる。この近似関係を利
用すると（１９）式は（２１）式と表わせる。 （１／Ｔa −１／Ｔ）／Ｄa Ａa −Ｂa （１／Ｔa 2 −１／Ｔ2 ）／Ｄa Ａa ＝（１／Ｔb −１／Ｔ）／Ｄb Ａb −Ｂb （１／Ｔb 2 −１／Ｔ2 ）／ Ｄb Ａb …（２１）
【００４８】さらに、Ｔa −Ｔ＜＜Ｔa ，Ｔb −Ｔ＜＜
Ｔb が成り立つことに注目すると、（１／Ｔa ＋１／
Ｔ）は近似的に２／Ｔa と等しく、また（１／Ｔb ＋１
／Ｔ）は近似的に２／Ｔb と等しいとみなせる。これら
の近似関係を利用すると（２１）式は（２２）式で表わ
せる。 （１／Ｔa −１／Ｔ）（１−２Ｂa ／Ａa Ｔa ）／Ｄa Ａa ＝（１／Ｔb −１／Ｔ）（１−２Ｂb ／Ａb Ｔb ）／Ｄb Ａb …（２２） （２２）式を真温度Ｔについて解くと、（１）式が導か
れる。
【００４９】
【数１１】
【００５０】（２０）式または（１）式を用いることに
より、２つの赤外放射温度計の指示値Ｔa ，Ｔb と、そ
れぞれの放射温度計の特性を表すＡ，Ｂ，Ｃパラメータ
のうちのそれぞれ２つのパラメータＡa ，Ｂa 及び
Ａb ，Ｂb と、さらに、それぞれの放射温度計の測定波
長における光ファイバの伝送損失係数Ｄa ，Ｄb とを用
いて、光ファイバの長さＸの影響を除去した真温度Ｔを
演算により求めることが出来る。
【００５１】（１）式は、データをデジタル信号に変換
し、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）やセントラルプ
ロセッシングユニット（ＣＰＵ）がデジタル演算をする
場合は、この式のままでもよいが、（１）式の演算をア
ナログ回路で実現するには複雑すぎる。そこでアナログ
回路による演算を容易にするため、更に以下の近似を導
入する。｛１／Ｔa −１／Ｔ｝は近似的に｛（Ｔ−
Ｔa ）／Ｔ2 ｝に等しく、また｛１／Ｔb −１／Ｔ｝は
近似的に｛（Ｔ−Ｔb ）／Ｔ2 ｝に等しいという関係を
（２２）式に適用すると（２２ａ）式が得られる。 （１−２Ｂa ／Ａa Ｔa ）（Ｔ−Ｔa ）／Ｄa Ａa ＝（１−２Ｂb ／Ａb Ｔb ）（Ｔ−Ｔb ）／Ｄb Ａb …（２２ａ） （２２ａ）式を真温度Ｔについて解くと、（２３）式が
得られる。
【００５２】
【数１２】
【００５３】さらに、Ｔa ，Ｔb に関して、測定対象物
の温度範囲が既知であり、指示温度の概略値Ｔa ′，Ｔ
b ′が設定できる場合を考える。例えば測定対象物の温
度範囲が１４００°〜１６００℃と既知の場合に、この
温度範囲の中央値である１５００℃を指示温度の概略値
として設定することができる。このような場合には、
（２３）式を（２）式により近似することができる。
【００５４】
【数１３】
【００５５】（２）式はＴa ，Ｔb に関して線形であ
り、その係数は全て既知の定数で、予め求めることがで
きるものであるので、（２）式の演算は簡単なアナログ
回路でも実現できるという効果がある。
【００５６】図２はある温度測定例における放射温度計
のファイバ長の消耗による指示誤差を示す図である。但
し測定条件は下記の通りである。 （１）Ｎｏ．１単色放射温度計、Ｓｉ検出器（中心波長
λa ＝０．８５μｍの有限帯域） Ｎｏ．２単色放射温度計、Ｓｉ検出器（中心波長λb ＝
１．０μｍの有限帯域） （２）光ファイバ、通信用ＧＩ５０／１２５、伝送損失
２．６ｄＢ／ｋｍ（λa ＝０．８５μｍ） 伝送損失１．８ｄＢ／ｋｍ（λb ＝１．０μｍ） 被覆管 ＳＵＳ製、外径１．２ｍｍ （３）それぞれの温度計は有限のスペクトル幅を持ち、
その特性を表すパラメータは以下で与えられる。 Ｎｏ．１単色放射温度計、Ａa ＝８．４１×１０-7、Ｂ
a ＝２．９８×１０-5 Ｎｏ．２単色放射温度計、Ａb ＝９．８８×１０-7、Ｂ
b ＝１．６０×１０-5
【００５７】図２は測定温度Ｔが１５００℃の場合に、
ファイバ消耗長さＸ（ｋｍ）とそれぞれの単色赤外放射
温度計の指示値の誤差を、Ｎｏ．１放射温度計（波長
０．８５μｍ）の誤差は破線で、Ｎｏ．２放射温度計
（波長１．０μｍ）の誤差は実線でそれぞれ示したもの
である。図２においては、２つの単色放射温度計の指示
値のままでは、ファイバ消耗量が１ｋｍで約１００℃、
即ち１００ｍで約１０℃の指示誤差があることを示して
いる。
【００５８】次に図１に示した消耗型光ファイバ温度計
３によって、図２の測定例における誤差を補正した例を
図３に示す。図３は図２の測定例に本発明の前記補正式
（１）、（２）及び（３）をそれぞれ適用した補正演算
後の誤差を示す図である。図３の一点鎖線は、放射温度
計の検出波長帯が十分に狭く単一スペクトルとみなした
ときの補正式（３）を用いた場合であり、この場合に
は、ファイバ消耗量が２００ｍ以内でないと補正後の誤
差２℃以内は実現されない。
【００５９】これは図１のＮｏ．１とＮｏ．２の放射温
度計は、それぞれ有限帯域を有するスペクトル光を受光
し、温度変換式としては実験的に求めた固有のパラメー
タＡa ，Ｂa ，Ｃa とＡb ，Ｂb ，Ｃb を用いて温度変
換を行っているのに、補正式（３）は放射温度計が単一
スペクトル光を受光したとみなした場合のウイーンの式
を用いているため、補正式の整合がとれていないために
生じる誤差である。それに対し、有限のスペクトル幅を
考慮にいれたＡ，Ｂ，Ｃのパラメータ表示に基づく補正
式（１），（２）を用いた場合の補正後の誤差は、それ
ぞれ破線と実線で示したように、ファイバ消耗量が８０
０ｍ以内では近似誤差±２℃以内であり、実用上十分な
精度が得られることが示されている。
【００６０】次に前記補正式（３）と整合する消耗型光
ファイバ温度計の構成例を示す。図４は本発明に係わる
消耗型光ファイバ温度計の構成例２を示す図である。図
４の図１との構成上の相違点は、消耗型光ファイバ温度
計３Ａにおいて、狭帯域波長選択フィルタ１０，１１が
追加され、温度変換器が７Ａ，８Ａに、また演算部が９
Ａに代えられた点のみである。狭帯域波長選択フィルタ
１０，１１は、それぞれ２つの光検出器５，６の前面に
設けられ、単一スペクトルとみなせる程度にスペクトル
が十分に狭く、それぞれ異なる波長λa ，λb の光を光
検出器５と６に入射させる。
【００６１】従ってこの場合には、（５）式で示したウ
イーンの式が成立するものと考えてよく、温度変換器７
Ａ，８Ａは、ウイーンの式に基づき温度変換を行ない、
指示温度Ｔa ，Ｔb を出力する。図４の演算部９Ａは、
２つの放射温度計の出力する指示温度Ｔa ，Ｔb 及び受
光検出波長λa ，λb と、この波長λa ，λb での光フ
ァイバの伝送損失指数Ｄa ，Ｄb とを入力し、前記補正
式（３）を用いて溶鋼１５の真温度Ｔを求めることがで
きる。この補正式（３）には近似計算が含まれていない
ため、補正後の誤差は、ほぼ０℃近くまで低減できる。
【００６２】前記補正式（３）の効果を示すため、前記
特開平５−１４２０４９号公報に示された補正演算式に
よる補正後の誤差を図５に示す。図５は上記特許公報に
示された従来の補正演算結果を示す図であり、ファイバ
消耗量が６００ｍを越えると誤差が２℃を越えてしま
う。これは補正演算式に近似計算を含むことによるもの
であり、前記（３）式を用いるとこの近似計算による誤
差をすべて除去することができる。
【００６３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高温被測
定物から放出される放射光を光ファイバの一端より入射
し、前記光ファイバ内を伝播し、その他端から出射され
る光を受光検出して温度に変換する放射温度計を用い
て、前記高温被測定物の真温度を計測する消耗型光ファ
イバ温度計において、前記光ファイバの他端から出射さ
れる光を分光器を介して２つに分光して２つの放射温度
計にそれぞれ導入し、前記各放射温度計は導入されたそ
れぞれの光から互に異なる波長帯域の光を受光検出し、
これを温度に変換してそれぞれ指示温度を出力し、演算
手段が前記２つの放射温度計についての、それぞれに固
有の温度変換用の各々２つのパラメータと、それぞれの
受光検出波長帯域における光ファイバの伝送損失情報
と、それぞれから出力される２つの指示温度とを用い
て、前記高温被測定物の真温度を算出するようにしたの
で、従来の消耗型光ファイバ温度計の最大の問題点であ
ったファイバ長の減少の影響を除去することが可能とな
り、従来の熱電対を用いた消耗型浸漬温度計に代わっ
て、溶融金属等の高温被測定物の温度を、高精度且つ高
速応答で、しかも安価に連続測定ができるようになっ
た。特に１ｋｍ程度の長尺ファイバの使用が可能になっ
たことにより経済性が向上し、また較正作業負荷が低減
されメンテナンス性が向上したことにより適用対象が格
段に広がった。例えば製鉄プロセスにおいて、転炉、電
気炉、その他精錬炉、連続鋳造のタンディッシュなどに
おける温度制御精度が向上するという多大な効果を生じ
るので、本発明の工業的な価値は極めて大きい。
【００６４】また本発明によれば、前記２つの放射温度
計はそれぞれ波長の異なる有限帯域のスペクトル光を用
いて指示温度を測定し、前記演算手段は前記（１）式を
用いて高温被測定物の真温度Ｔを算出するようにしたの
で、ファイバ消耗量が８００ｍ以下では、約１５００℃
の測定温度に対して誤差が２℃以下という高精度の測定
が可能となった。
【００６５】また本発明によれば、高温被測定物の温度
範囲が既知であり、２つの放射温度計の指示温度の概略
値が設定できる場合には、前記演算手段は演算式が指示
温度に関して線形である前記（２）式を用いて高温被測
定物の真温度Ｔを算出するようにしたので、簡単なアナ
ログ回路によっても演算手段を構成できるようになり、
その結果応答性が速く精度の高い計測装置を安価に実現
できるようになった。
【００６６】また本発明によれば、前記２つの放射温度
計は、それぞれ波長の異なる単一スペクトル光とみなせ
る程度の狭帯域光を用いて指示温度を測定し、前記演算
手段は簡単な演算式で且つ近似計算を含まない前記
（３）式を用いて高温被測定物の真温度Ｔを算出するよ
うにしたので、簡単で安価な計測装置でも高い精度の温
度測定が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる消耗型光ファイバ温度計の構成
例１を示す図である。
【図２】ある温度測定例における放射温度計のファイバ
長の消耗による指示誤差を示す図である。
【図３】図２の測定例に本発明の補正式（１）〜（３）
を適用した補正演算後の誤差を示す図である。
【図４】本発明に係わる消耗型光ファイバ温度計の構成
例２を示す図である。
【図５】従来の特許公報に示された補正演算結果を示す
図である。
【図６】通信用石英光ファイバの伝送損失を示す特性図
である。
【図７】通信用石英光ファイバの伝送損失を示す特性図
である。
【符号の説明】
１ 金属管被覆光ファイバ ２ 光コネクタ ３，３Ａ 消耗型光ファイバ温度計 ４ 分波器 ５ 光検出器（λa ） ６ 光検出器（λb ） ７，７Ａ 温度変換器（Ｔa ） ８，８Ａ 温度変換器（Ｔb ） ９，９Ａ 演算部 １０ 狭帯域波長選択フィルタ（λa ） １１ 狭帯域波長選択フィルタ（λb ） １２ 光ファイバ供給ドラム １３ 光ファイバ供給ローラ １４ モールド １５ 溶鋼 １６ 浸漬ノズル １７ パウダ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高温被測定物から放出される放射光を光
    ファイバの一端より入射し、前記光ファイバ内を伝播
    し、その他端から出射される光を受光検出して温度に変
    換する放射温度計を用いて、前記高温被測定物の真温度
    を計測する消耗型光ファイバ温度計において、 前記光ファイバの他端から出射される光を２つに分光す
    る分波器と、 前記分波器により２つに分光されたそれぞれの光から互
    に異なる波長帯域の光を受光検出し、これを温度に変換
    してそれぞれの指示温度を出力する２つの放射温度計
    と、 前記２つの放射温度計についての、それぞれに固有の温
    度変換用の各々２つのパラメータと、それぞれの受光検
    出波長帯域における光ファイバの伝送損失情報と、それ
    ぞれから出力される２つの指示温度とを用いて、前記高
    温被測定物の真温度を算出する演算手段とを備えたこと
    を特徴とする消耗型光ファイバ温度計。
  2. 【請求項２】 前記高温被測定物の真温度Ｔを算出する
    演算式として下記の（１）式を用いた演算を行なう演算
    手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の消耗型光
    ファイバ温度計。但し、Ｔa ，Ｔb は波長λa とλb の
    ２つの放射温度計の指示温度、Ａa ，Ｂb 及びＡb ，Ｂ
    b は２つの放射温度計の各々に固有のパラメータ、
    Ｄa ，Ｄb は波長λa とλb での光ファイバの伝送損失
    指数である。 【数１】
  3. 【請求項３】 前記高温被測定物の真温度Ｔを算出する
    演算式として下記の（２）式を用いた演算を行なう演算
    手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の消耗型光
    ファイバ温度計。但し、Ｔa ，Ｔb は波長λa とλb の
    ２つの放射温度計の指示温度、Ａa ，Ｂa 及びＡb ，Ｂ
    b は２つの放射温度計の各々に固有のパラメータ、
    Ｄa ，Ｄb は波長λa とλb での光ファイバの伝送損失
    指数、Ｔa ′，Ｔb ′は波長λa とλb の２つの放射温
    度計の所定測定範囲から設定された指示温度の概略値で
    ある。 【数２】
  4. 【請求項４】 高温被測定物から放出される放射光を光
    ファイバの一端より入射し、前記光ファイバ内を伝播
    し、その他端から出射される光を受光検出して温度に変
    換する放射温度計を用いて、前記高温被測定物の真温度
    を計測する消耗型光ファイバ温度計において、 前記光ファイバの他端から出射される光を２つに分光す
    る分波器と、 前記分波器により２つに分光されたそれぞれの光から互
    に異なる波長λa ，λb の狭帯域光を個別に通過させる
    ２つの狭帯域波長選択フィルタと、 前記２つの狭帯域波長選択フィルタを通過した互に異な
    る波長λa ，λb の狭帯域光を個別に受光検出し、これ
    を温度に変換してそれぞれの指示温度Ｔa ，Ｔb を出力
    する２つの放射温度計と、 前記２つの放射温度計についての、それぞれの受光検出
    波長λa ，λb と、前記それぞれの波長λa ，λb にお
    ける光ファイバの伝送損失指数Ｄa ，Ｄb と、それぞれ
    から出力される２つの指示温度Ｔa ，Ｔb とから下記の
    演算式（３）を用いて前記高温被測定物の真温度Ｔを算
    出する演算手段とを備えたことを特徴とする消耗型光フ
    ァイバ温度計。 【数３】
  5. 【請求項５】 前記光ファイバは通信用石英光ファイバ
    を用いることを特徴とるす請求項１ないし請求項４のい
    ずれかに記載の消耗型光ファイバ温度計。
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DE (2) DE69521564T2 (ja)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810729B1 (ko) * 2006-08-16 2008-03-07 오리온광통신(주) 액체 온도 측정장치
JP2017534880A (ja) * 2014-09-01 2017-11-24 ミンコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭＩＮＫＯＮ ＧｍｂＨ 溶融金属の光学的温度検出のための方法およびそのような方法を実施する繰り出し装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6004031A (en) * 1993-11-30 1999-12-21 Nkk Corporation Temperature measuring device
US6370486B1 (en) 1999-01-15 2002-04-09 En'urga Inc. System and method for determining combustion temperature using infrared emissions
US6422745B1 (en) * 1999-01-15 2002-07-23 Ametek, Inc. System and method for determining combustion temperature using infrared emissions
US6354733B2 (en) 1999-01-15 2002-03-12 Ametex, Inc. System and method for determining combustion temperature using infrared emissions
US6232583B1 (en) * 1999-08-20 2001-05-15 Alcatel Infrared high temperature measurement of optical fiber during draw
US6647350B1 (en) 2000-06-02 2003-11-11 Exactus, Inc. Radiometric temperature measurement system
US6816803B1 (en) * 2000-06-02 2004-11-09 Exactus, Inc. Method of optical pyrometry that is independent of emissivity and radiation transmission losses
DE10331124B3 (de) * 2003-07-09 2005-02-17 Heraeus Electro-Nite International N.V. Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Abkühlkurve von Schmelzenproben und/oder der Aufheizkurve von Schmelzenproben sowie deren Verwendung
US20050113890A1 (en) * 2003-11-25 2005-05-26 Ritchie Paul G. Energy delivery device with self-heat calibration
DE102004004241B3 (de) * 2004-01-27 2005-09-08 Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH Handlanze und Messvorrichtung mit Handlanze
US20090123109A1 (en) 2007-11-09 2009-05-14 Lxdata Inc Temperature sensor using an optical fiber
CN101162171B (zh) * 2007-11-28 2010-06-09 重庆大学 水雾介质下高温铸坯表面温度的测量方法
DE102008060507A1 (de) * 2008-07-10 2010-01-14 Sms Siemag Aktiengesellschaft Temperaturmessung in einer Kokille durch ein faseroptisches Messverfahren
US8428902B2 (en) 2010-11-01 2013-04-23 At&T Intellectual Property I, L.P. System and method for measuring fiber temperatures using OTDR measurements
US9429476B2 (en) * 2011-06-03 2016-08-30 Frederick S. Solheim Correcting noncontact infrared thermometer data by removing contamination of the intervening atmosphere
DE102012201501B4 (de) * 2012-02-02 2015-11-12 Ignatios Giannelis Vorrichtung zur Bestimmung der Temperatur einer Schmelze
CN105333962B (zh) * 2014-06-18 2018-06-22 中微半导体设备(上海)有限公司 一种修正双波段测温误差的温度测量方法及系统
GB2543318A (en) 2015-10-14 2017-04-19 Heraeus Electro Nite Int Consumable optical fiber for measuring a temperature of a molten steel bath
GB2543319A (en) 2015-10-14 2017-04-19 Heraeus Electro Nite Int Cored wire, method and device for the production
PL3290881T3 (pl) * 2016-09-01 2020-01-31 Heraeus Electro-Nite International N.V. Sposób wprowadzania przewodu z rdzeniem światłowodowym i układ zanurzeniowy umożliwiający przeprowadzenie sposobu
US10444083B2 (en) 2017-11-21 2019-10-15 Watlow Electric Manufacturing Company Multi-fiber optic sensing system
CN113167653B (zh) * 2018-11-21 2023-09-05 杰富意钢铁株式会社 温度测定装置的校准方法、温度测定装置的校准装置、物理量测定装置的校准方法和物理量测定装置的校准装置
CN112212977B (zh) * 2020-09-22 2022-02-08 北京理工大学 高速高分辨高精度超高温熔池温度场在线监测装置与方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4576486A (en) * 1983-08-23 1986-03-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Optical fiber thermometer
JPS6219727A (ja) * 1985-07-18 1987-01-28 Japan Sensor Corp:Kk 溶融金属の浸漬温度計
EP0218157A3 (de) * 1985-10-07 1988-03-09 INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung Präzisionspyrometer
US4881823A (en) * 1988-03-29 1989-11-21 Purdue Research Foundation Radiation thermometry
US5021980A (en) * 1989-02-21 1991-06-04 Lsi Logic Corporation Remote measurement of temperature
JPH04329323A (ja) * 1991-05-01 1992-11-18 Kawasaki Steel Corp 高温融体の測温装置
JP2897496B2 (ja) * 1991-11-15 1999-05-31 日本鋼管株式会社 消耗形光ファイバ温度計
JP2876881B2 (ja) 1992-03-02 1999-03-31 日本鋼管株式会社 溶融金属の温度測定装置及びレベル測定装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810729B1 (ko) * 2006-08-16 2008-03-07 오리온광통신(주) 액체 온도 측정장치
JP2017534880A (ja) * 2014-09-01 2017-11-24 ミンコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭＩＮＫＯＮ ＧｍｂＨ 溶融金属の光学的温度検出のための方法およびそのような方法を実施する繰り出し装置
US10228288B2 (en) 2014-09-01 2019-03-12 Minkon GmbH Method for optically determining the temperature of a molten metal, and reeling device for carrying out said method

Also Published As

Publication number Publication date
DE69521564T2 (de) 2002-05-23
DE69532210D1 (de) 2004-01-08
KR950033445A (ko) 1995-12-26
EP0846939A1 (en) 1998-06-10
EP0685715B1 (en) 2001-07-04
DE69532210T2 (de) 2004-08-26
EP0685715A1 (en) 1995-12-06
US5730527A (en) 1998-03-24
DE69521564D1 (de) 2001-08-09
CN1117581A (zh) 1996-02-28
KR0160239B1 (ko) 1999-05-01
TW323333B (ja) 1997-12-21
EP0846939B1 (en) 2003-11-26

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